近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院（张久俊院士团队）在固态锂金属电池电解质领域发表最新研究成果，相关成果以“Dual-Enhanced Charge Transfer through Prelithiation Strategy in Polymer Electrolyte Enables Robust LiF-Rich SEI for Ultralong-Life All-Solid-State Batteries”为题发表在材料类国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》期刊上（影响因子19.0，中科院一区）。

“预锂化”策略构筑富LiF的固态电解质界面层（SEI）

固态锂金属电池凭借其卓越的能量密度与安全性前景，已成为能源存储领域的研究热点（Yun Zheng*, et al., Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2404427; Yun Zheng*, et al., Adv. Mater. 2024, 36, 2314120, ESI 1%, 高被引论文）。其中，固体聚合物电解质（SPEs），例如聚环氧乙烷（PEO）基SPEs，因其轻质、柔韧性好、成本效益高、易于规模化生产以及与电极良好的相容性等优势而备受关注（Yun Zheng*, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202508857; Yun Zheng*, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202502728）。然而，传统SPEs与高活性的锂金属通常会自发反应形成不稳定的固态电解质界面（SEI），严重损害电池性能，缩短循环寿命，并可能带来严重的安全风险。构筑富LiF成分的SEI是很好的界面稳定化策略，其中的F一般来自SPEs常用锂盐LiTFSI中的C-F键，因此增强电荷转移以促进C-F键断裂是构筑富LiF稳定SEI的关键。目前的相关策略主要集中在设计非金属极性基团及相关结构上。而利用金属基电子供体来促进C-F键断裂和LiF形成的方法在很大程度上尚未得到探索。

基于此，福州大学郑云教授、张久俊院士团队提出“预锂化”策略向聚合物固态电解质中引入双金属电子供体，增强电荷转移以加速锂盐中C-F键断裂进而促进富LiF稳定SEI层的形成。上述“预锂化”策略所构筑的固态电解质及SEI界面可有效抑制锂枝晶生长，对应全固态锂金属电池表现出高容量保持率和长循环寿命的优异性能。具体看来，所装配的Li||Li对称电池展现出超过3800小时的超长稳定循环，Li||LiFePO₄全电池在2C倍率下循环1200次后仍保持80%的容量，库伦效率近100%。对应软包电池在持续运行1600小时后，平均面容量仍高达2.41 mAh cm⁻²。这项工作为全固态锂金属电池构筑稳定SEI提供了一种新策略。

我院郑云教授为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。获得国家自然科学基金外国学者研究基金项目（22250710676）、福建省自然科学基金（2024J01261）、福建省中青年教师教育科研项目（JZ230002）、福州大学材料科学与工程学院一流学科培优项目的资助。

文章信息：Y. Zheng, N. Yang, S. Duan, Z. Li, R. Gao, Y. Zhu, H. Wang, T. Zhang, G. Li, D. Luo, L. Yang, D, Wang, W. Yan, J. Zhang, Z. Chen. “Dual-Enhanced Charge Transfer through Prelithiation Strategy in Polymer Electrolyte Enables Robust LiF-Rich SEI for Ultralong-Life All-Solid-State Batteries”, Adv. Funct. Mater., 2025, e11011.

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202511011